Ficha de Componente Curricular

OBJETIVOS

Ao final da disciplina o estudante será capaz de:

Conhecer as filosofias de proteção através de relés, adequadas para a proteção dos principais componentes dos sistemas elétricos (geradores, transformadores, linhas e barras, etc.).

Reconhecer as aplicações e os principais tipos de relés usados na proteção de sistemas elétricos.

Conhecer e montar os diagramas de proteção clássicos adequados para a proteção elétrica dos sistemas elétricos e seus principais componentes.

Fazer coordenogramas de vários relés de sobrecorrente digitais ou eletromecânicos colocados em cascata, bem como ler coordenogramas feitos por outros engenheiros.

Ementa

Filosofia de proteção de sistemas elétricos. Princípios fundamentais dos relés. Tipos de relés (de sobrecorrente, de tensão, direcional, diferencial, de distância, etc.). Formas de construção dos relés (eletromecânicos, microprocessados, digitais (ou numéricos)). Equações dos relés de sobrecorrente pelas normas IEC e IEEE. Transdutores (transformadores de corrente e de potencial). Aplicação dos relés na proteção dos elementos do sistema (linhas, geradores, transformadores, barramentos). Ajustes e coordenação de proteção com relés de sobrecorrente na forma de relés digitais, através de estudos de casos. Aspectos básicos de proteção de linhas no domínio do tempo.

PROGRAMA

1. Introdução à proteção: filosofia da proteção

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer a filosofia de uma proteção de um sistema elétrico.

• Reconhecer os relés primários e os secundários de um determinado elemento elétrico.

• Reconhecer as características funcionais do releamento. 

2. Princípios fundamentais dos relés

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Saber classificar os diversos tipos de relés.

• Descrever como cada tipo de relé opera e atua.

3. Relés de corrente, tensão e potência

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer os diversos tipos de construção dos relés e as equações padrões IEC e IEEE adotadas para os relés de sobrecorrente.

• Ajustar os relés de sobrecorrente digitais e eletromecânicos.

• Entender os ajustes e conexões dos relés direcionais.

• Entender e parametrizar corretamente relés supervisores de tensão.

4. Relés diferenciais e outros tipos

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer as aplicações para o relé diferencial

• Entender a curva de sensibilidade deste tipo de relé.

• Reconhecer as aplicações para os relés de frequência, de tempo e auxiliares.

5. Relés de distância

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer as diferenças entre os diversos tipos de relés de distância

• Saber em que situações cada tipo destes relés de distância é mais recomendado.

• Conhecer as técnicas da Tele proteção, muito usadas nas proteções de linhas de transmissão.

6.  Transformadores de corrente e de potencial

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer os diversos tipos de transformadores de corrente (TC) e de potencial (TP).

• Reconhecer a especificação de um TC ou TP através das nomenclaturas da ABNT e ANSI.

• Dimensionar os TCs e TPs adequados para as diversas aplicações.

7. Proteção de alimentadores e linhas

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer as aplicações mais adequadas para o uso dos relés de sobrecorrente e de distância, na proteção de linhas.

• Fazer os ajustes corretos em diversos relés de sobrecorrente instalados em série (ou cascata), ao longo de uma linha, visando coordená-los adequadamente no plano corrente x tempo.

• Apontar os diversos critérios de ajuste das regiões de proteção designadas para os relés de distância protegerem. 

• Descrever os efeitos das cargas, da perda de sincronismo e da injeção de corrente intermediária nos relés de distância.

8. Proteção de transformadores

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Descrever os tipos de falta em transformadores

• Descrever os diversos tipos de proteção de transformadores:

• Proteção contra curtos internos com relés diferenciais

• Proteção com relés de sobrecorrente

• Proteção com relés de gás

• Proteção contra sobretemperatura do óleo e do enrolamento

• Ajustar as proteções de sobrecorrente e diferencial em transformadores, levando em consideração os efeitos das correntes de inrush, limites térmicos e eventuais correntes de partida de motores.

9. Proteção de geradores

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Reconhecer as principais condições anormais que possam ocorrer em um gerador.

• Descrever as razões de se fazer proteção contra curto-circuito em um gerador.

• Esquematizar e ajustar a proteção diferencial de um gerador.

• Descrever com são feitas as seguintes proteções associadas a geradores:

• de fase dividida

• contra falta a terra no estator e no rotor

• contra sobrevelocidade

• sobreaquecimento do estator

• aquecimento dos mancais

• contra correntes desequilibradas do estator

• contra perda de excitação

• contra “motorização”.

10. Proteção de barramentos

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Analisar e descrever os tipos de proteção mais adequados para a proteção de barra;

• Ajustar uma proteção de barras com relés diferenciais de barras

11. Proteção de bancos de capacitores

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Analisar os efeitos das correntes harmônicas em capacitores e na correção do fator de potência;

• Conhecer os tipos de proteção adequadas para bancos de capacitores.

• Analisar os efeitos das correntes harmônicas em capacitores e na correção do fator de potência;

12. Proteção de linhas no domínio do tempo

Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:

• Operar tecnologias de domínio do tempo, com registro de eventos com uma taxa de amostragem elevada e localização de faltas com precisão de 1 torre.

• Saber que a tecnologia no domínio do tempo, ao invés de utilizar fasores em suas lógicas, opera utilizando o valor instantâneo da corrente e da tensão, o que dispensa a necessidade do cálculo do fasor e, consequentemente, a espera do tempo de 1 ciclo de onda de amostragem. Isso permite atuações na ordem de 1 a 4 ms, tempos impossíveis com os relés atuais.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

1. LUCARINY, Jose Guilherme D. Manual de proteção de equipamentos elétricos. 7. ed. Rio de Janeiro: CNI, 1989. 57 p. (Manuais CNI, 1989). Inclui bibliografia.

2. OLIVEIRA, Iberê Carneiro de et al. Proteção de sistemas elétricos. Porto Alegre: SAGAH, 2021. Livros. (1 recurso online). ISBN 9786556902104. Disponível em: https://www.sistemas.ufu.br/biblioteca-gateway/minhabiblioteca/9786556902104. Acesso em: 1 mar. 2023.

3. MELLO, F. P. de. Proteção de sistemas elétricos de potência. 2. ed. Rio de Janeiro; Santa Maria: Centrais Elétricas Brasileiras: Ed. UFSM, 1983. 298 p., il. (Curso de engenharia em sistemas elétricos de potência. Série P.T.I., v.7).

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

1. PROTECTIVE relaying theory and applications. New York: Marcel Dekker, 1994. 367p., il. Inclui bibliografia e índice. ISBN 0824791525 (broch.).

2. CAMINHA, Amadeu. Introdução à proteção dos sistemas elétricos. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1977.

3. GONEN, T. Electric power distribution system engineering. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2008.

4. SATO, Fujito; FREITAS, Walmir. Análise de curto-circuito e princípios de proteção em sistemas de energia elétrica: fundamentos e prática. Rio de Janeiro: Elsevier Editora, 2015.

5. MAMEDE FILHO, João; MAMEDE, Daniel Ribeiro. Proteção de sistemas elétricos de potência. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2020. E-book. Disponível em: https://www.sistemas.ufu.br/biblioteca-gateway/minhabiblioteca/9788521637219. Acesso em: 31 jan. 2023.

aprovação

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Documento assinado eletronicamente por Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira, Coordenador(a), em 03/05/2023, às 15:10, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por Sergio Ferreira de Paula Silva, Diretor(a), em 04/05/2023, às 15:24, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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